鋼管
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1概述 預制直埋蒸汽管道是 目前 國內廣泛采用 的蒸汽保溫管道 ，主要 分為“外 滑動 ”和“內滑動”兩種 結構 。 “外 滑動”結構是指 將保溫材料包 敷在 工作鋼管 上，工作鋼 管與 鋼質支架一起在外套鋼管內壁上滑動的一種 保溫結構。在保溫材 料 與外套鋼管之 間留有空氣夾層(一般 不大于 15mm)，空氣層 即可用 于排潮 ，也起到一定的保溫作 用，保溫材料一般采用憎水性無機材 料 ，在保 溫層 少量進水 時可 以利用空氣層和排潮管將水 汽排 出。此種 結構因為存在空氣層 ，所以可以充分利用彎頭 進行 自然補償 ，減 少補 償器 的使用。 “內滑動”結構是指將 保溫材料包 敷在 工作鋼管上 ，保溫材 料與 外套管形成整體 。在 管道運行 時，工作鋼管在保溫層 內伸縮、滑動的 結構。此結構內保溫層采 用無機材料 ，外保溫層采 用有機材料 ，外保 溫層 與外套管之間沒 有空氣層。 保溫計 算是直埋蒸汽 管道 設計 的第一步 ，直接關系到設計 方案 的選擇 ，并且其直接指導管道的生產 ，對 以后管線是否可以經濟運行 也有決定性的影響。所 以筆者在此談一些 自己在 這方面 的看法 ，按照 兩種不同導熱系數的材料 分層包裹 的方式進行計算考慮 ，以供 大家 探討。 鋼 套鋼 直埋 蒸汽 管道 外表面溫度是在進行管道保溫計 算時按照 標準要求須硬性控制的數字，外表面溫度過高會直接影響外套鋼管 外防腐 的使用壽命 ，甚至在短時間內使外防腐 失去作用 ；另外也會增 大外套鋼管本身的熱應力 ，直接影響管道本身的全運行。不僅如 此， 表 面溫度過高還 會對周圍實施造成破壞 ，工程中多有發生 因埋地 管 表面溫度過高而影響附近 電纜 、燃氣、植被、綠化的事件發生。所以在 國家標準中規定 直埋蒸汽 管道 的外表面溫度須控制在 50℃以下。
鋼套鋼直埋管道保溫結構如 圖 1，傳熱過程 主要 有以下幾個過 程 組 成 ：
①蒸汽與工作管內壁之間的對流換熱；
②工作管外壁與內保溫層之間的一維導熱 (因沿軸向的溫降相 對于徑向的溫降很小，故作一維傳熱考慮 )；
③內保溫層與外保溫層之間的一維導熱；(同理 )
④外保溫層外表面與工作鋼管內壁之間的輻射、對流，導熱相結 合的綜合傳熱 ；
⑤外套管外表面與土壤之間的二維傳熱； 散熱熱阻 由內管管 壁熱阻、內保溫層熱 阻、外保 溫層熱阻、空氣 層熱阻 ，外套 管管壁熱阻及土壤熱阻五部分組成 ，內管管壁熱阻和外 套管管壁熱阻很小，可忽 略不計 ，
管道系統經過前期的試運 行之后 ，管系進入一個相對穩定 的運行 階段 ，此時蒸 汽管的傳熱 為二維穩態傳 熱過程。
以上計 算都是針 對鋼 套鋼外滑動 的結 構 ，其 中公式(1)一(5)亦 可用于 內滑動結構的計算。計算中只要將空氣層的綜合導熱 系數換 成有機材料 的導熱系數即可?，F階段國內生產 的內滑動結構 主要有 “鋼套鋼”和 “塑套鋼 ”兩種形式。“鋼套鋼”結構是指工作 管和外套管 都是采用鋼質管道 ，“塑套鋼 ”結構是指工作 鋼管采用鋼制管道 ，外套 管采用聚 乙烯管道。有機材料一般 采用聚氨醋 ，目前國內聚氨酯材料 長期耐溫的極 限為 120℃，所 以在計算式應將 有機層 與無機層 的界 面溫度控制在 12O℃以下，以保證管道 系統的長期穩定運行。
